21世紀世界科學技術的發展出現質的飛躍要源於物理學界的第三次革命。1996年8月5日參考消息第7版刊登出“美科學家認為――物理學領域將迎來第三次革命”，這篇文章說，所有的物理學理論都認為，人類目前的空間和時間概念將要發生根本性變化，“弦論”可能成為這次革命的開始。2000年第7期時政文摘中刊登了“未來50年科學從何處突破”，其中談到《物理學：弦論將得到檢驗》。眾所周知，物理學居自然科學六大領域之首，“弦論”又是目前該領域最前沿的學術觀點。
1.“弦論”簡介
“弦論”發展的前身是基本粒子。宇宙中的物質是由許多的基本粒子所組成，最開始的基本粒子是分子、原子。這些基本粒子不但說明了物質的組成，並且也解釋了物質之間的交互作用。後來人們發現：原子是由原子核和電子組成的，核內包含著質子、中子和正電子，一個中子的質量大約相當於1840個負電子的質量，同時也了解到，組成物質世界的更小一些的微粒，就是各種各樣的基本粒子，如重子、介子、中微子、光子等。到了20世紀60年代，隨著新的基本粒子不斷被發現，在科學界人們不再提“基本”二字，而隻提“粒子”。後來人們開始用標準模型來描述基本粒子，這就是目前普遍被接受的量子場論。
標準模型
標準模型的數學架構，是所謂的量子場論，或簡稱場論。經由場論概念的引進，量子力學融合了狹義相對論，使得這個理論有能力描述基本粒子之間的交互作用。標準模型雖然能?精確地預測實驗結果，但是在使用標準模型時，仍然會遇到許多?有辦法解決的基本物理問題。似乎，標準模型仍然沒辦法擔負起萬有理論的重任。
以下就是標準模型所遇到的問題：
A。標準模型不能解釋為什麼有電磁力，弱作用力，強作用力，以及重力的存在。
B。標準模型是建立在場論的基礎上麵。原則上，在數學上可能的量子場論模型有無限多種，我們甚至可以自行創造我們想要的基本粒子，來描述一個我們所幻想的宇宙。而大自然選擇了標準模型，選擇了電子、誇克等這些粒子，我們不能解釋為什麼大自然做了這樣的選擇，也就是說，標準模型無法解釋為什麼會有這些基本粒子。
C。標準模型雖然成功地描述了電磁力，弱作用力，以及強作用力，但是在量子重力理論上卻是完全失敗的。因此標準模型?有辦法解釋重力的量子現象，目前對於重力的描述隻有古典的廣義相對論。
D。標準模型也無法解釋為什麼時空是四維的，以及我們的空間必須是幾維的。
弦論的誕生
在1984年11月12日（星期一），普林斯頓大學的人們爭先恐後地擠進演講廳，隻為證實一個傳聞，據說一個萬有理論（the theory of everything），宇宙的新理論，可能已經誕生了。這就是維敦（EDWitten）在這一天所作的報告題目《Index theorems and superstrings》。維敦會後表示：“介紹超弦理論至少應該辦五十場演講才比較適當，一次就想交代清楚是不可能的，所以，很自然的，我隻能挑重點講。”這次講演，後來人們認為是“弦論”的誕生。
弦論
弦論是對以前的粒子理論的本質概括，但與以前的理論又有著根本的不同。弦論假設物質的基本組成成分不是點狀的粒子，而是伸展的弦。25年前，物理學家在發現弦論的過程中，走上一條不知其所終的道路，導致了一係列空前的驚人的理論發現。超對稱性因在弦論中的作用而被發現，就是一例。以前的理論無法調和萬有引力和量子力學，弦論將為我們完成它們的並合。而且，弦論自動產生了好象是我們所需要的作為標準模型基本結構的全部組成成分。由於還有其他原因，弦論為我們提供了回答許多“為什麼”的可能。上個世紀物理學發生了兩次革命，即：相對論和量子力學。這兩次革命都涉及物理思想框架中的重要概念變化。在每次革命中，新理論的基本工具和概念都與舊理論完全不同；但在特定條件下又與舊理論相似。弦論的基礎是全新的，但在很大範圍內又可簡化成大家比較熟悉的理論。看來它應該成為第三次革命的開始。
弦論主要具備如下優點
A。弦的量子場論可能隻有一個，也就是說，當我們考慮弦而非粒子的量子場論時，在數學上可能的模型隻有一個，而不像以粒子為基礎時，在數學上能?容許無限多種量子場論（這件事情還未完全被證實，不過至今所有已知的弦論都是等價的）。
B。弦論中所有的物理性質，都是由理論本身所決定的，如果弦論是對的，電子的質量、電荷等等，都是理論可以直接告訴我們的，而不需要以實驗來填補理論中的自由參數，也就是說，弦論具有唯一性，?有自由參數的存在。目前弦論仍然是個發展中的理論，我們對弦論的了解還不足以讓我們可以計算出電子的質量以及電荷等性質。所以弦論還不是個完整的理論，當然也還?有被實驗證實。但另一方麵，有許多原因，讓研究弦論的人相信，這是一個找尋更基本理論的正確方向。
C。弦論的另一個優點是不需要量子場論所需要的“重整化”（renormalization）。在量子場論的計算中，常常會出現一些無限大的量，本來一個合理的理論不應該會預測任何無限大的量，而量子場論出現了這樣的現象。因此由這個觀點我們相信，這些無限大的量之所以出現，是因為量子場論不是一個最基本的理論，而是精確度較差的等效理論。如果追溯產生這些無限大的量的原因，可以發現與量子場論假設有關的基本粒子是不具大小的點，而弦論中?有這個問題的存在。
D。可能最重要的弦論特性是其自動包含了量子重力場。如果我們以量子場論為基本架構，描述傳遞重力的基本粒子“重力子”，會發現計算中將出現一些無限大，並且無法利用重整化解決的數量。相反的，如果我們假設了弦的存在，便不可避免的在理論上導致了重力作用。原因是因為弦總是有一個振動態對應到重力子的性質。愛因斯坦的廣義相對論已經可以從弦論中被推導出來。
弦論發展年表
1921克魯劄和克萊因（Kaluza-Klein）兩人獨立發現這個理論。將3+1維的時空擴充成4+1維的時空，我們可以很成功地將電磁力和重力統一在同一理論。隻不過第五維將被卷成很小很小的小圈，而無法被我們所觀測。
1970年弦的誕生，在1968年，三個粒子理論學家了解到，所謂的各種粒子分布，很可能隻是由不同的弦振動態所產生。這一年被認為是弦的正式誕生時間。
1971年超對稱理論
超對稱理論同時在兩個領域中被發明，一個是一般的粒子場論，另一個是在將費米子引入弦論的工作中。它可以解?很多粒子理論上的問題，但同時也需要相同數目的費米子和玻色子，但由於實驗並沒有觀測到這樣的結果，我們可以知道，它並不是一個正確的理論。
1974年重力子
用閉弦描述強子（hadronic）的努力可說是失敗了，因為自旋數2的激發態並?有質量。這可能是量子重力論的最佳候選人，這使得它很可能是統一四大力的答案。
1976年超重力
超對稱理論加入重力而得到的理論，稱為超重力。這個過程對弦論而言是非常的重要，因為重力並不能獨立於其他三力之外。弦論加上超對稱提供一個激發光譜，與標準模型有著同樣數目的費米子和玻色子，這表示弦論能被表示成全對稱。這就是所謂的超弦。